[發(fā)明專利]基于電導(dǎo)率智慧判別的污水電化學(xué)脫氮除磷裝置及方法

有效

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• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN114671514B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁志偉;張鈺淇;羅安程;林強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F3/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開了一種基于電導(dǎo)率智慧判別的污水電化學(xué)脫氮除磷裝置及方法，裝置包括AO生化反應(yīng)系統(tǒng)、電化學(xué)強(qiáng)化脫氮除磷系統(tǒng)、電導(dǎo)率智慧判別系統(tǒng)和太陽能供電設(shè)備。AO生化反應(yīng)系統(tǒng)主體為進(jìn)水調(diào)節(jié)池、缺氧池、好氧池和出水沉淀池；電化學(xué)強(qiáng)化脫氮除磷系統(tǒng)主體為活潑金屬陽極板、碳基材料陰極網(wǎng)和直流電源；電導(dǎo)率智慧判別系統(tǒng)主體為電導(dǎo)率電極、電導(dǎo)率在線監(jiān)測儀和PLC控制器，PLC控制器依據(jù)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)調(diào)控AO生化反應(yīng)系統(tǒng)與電化學(xué)強(qiáng)化脫氮除磷系統(tǒng)的運(yùn)行模式；太陽能供電設(shè)備提供輔助電力。本發(fā)明可在原設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，具有處理效率高、建設(shè)成本低、電極使用壽命長、運(yùn)維管理方便、可實(shí)現(xiàn)無人自主調(diào)控等優(yōu)勢，貼近農(nóng)村生活污水處理實(shí)際。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電導(dǎo)率智慧判別的污水電化學(xué)脫氮除磷裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，我國采用A²O、AO工藝的農(nóng)村生活污水處理站點(diǎn)約占總量的80％以上，由于農(nóng)村生活污水碳氮比普遍偏低，使純生化工藝處理效果不穩(wěn)定、氮磷脫除率較低；加之我國農(nóng)村生活污水水質(zhì)、水量變化大，終端站點(diǎn)數(shù)量多、分散性高等特點(diǎn)，造成設(shè)施運(yùn)維管理難度大、人力物力耗費(fèi)高。上述原因均促使我國農(nóng)村生活污水處理設(shè)施難以達(dá)到相關(guān)水污染物排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

將電化學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)生化處理工藝相結(jié)合，可通過陽極電絮凝除磷與陰極自養(yǎng)反硝化有效提高污水處理設(shè)施的脫氮除磷效率，同時(shí)具有運(yùn)維管理方便、污泥產(chǎn)量少、無需外加碳源等顯著優(yōu)勢。近年來，該結(jié)合工藝漸漸應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，但相關(guān)技術(shù)均未能較好適應(yīng)農(nóng)村生活污水處理實(shí)際情況，存在電解過度、電耗較大、電極損耗過快、建設(shè)成本高等諸多不足。

公開號(hào)為CN201817307U的專利公開了一體化脫氮除磷電解裝置，該裝置在一個(gè)電解槽中加裝由貴金屬合金和鐵電極組成的網(wǎng)狀金屬電極對，通過間歇調(diào)換電極極性，實(shí)現(xiàn)電解脫氮和電解除磷過程在同一個(gè)電解槽內(nèi)高效完成。但該裝置脫氮與除磷過程不能同步進(jìn)行，且使用貴金屬電極，建設(shè)成本高，不適用于單體小、數(shù)量多的農(nóng)村生活污水處理終端；此外，該裝置未對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行判別，從而可能造成電壓施加過高，使電極損耗加快和亞硝酸鹽過量累積。

公開號(hào)為CN205856074U的專利公開了一種電解除磷裝置，該裝置由曝氣池、總磷在線監(jiān)測儀、可編程邏輯控制器、直流電源、鋁板電極和鐵板電極等組成，總磷在線監(jiān)測儀將總磷濃度信號(hào)傳遞到可編程邏輯控制器內(nèi)，可編程邏輯控制器控制直流電源的電流變化，可實(shí)現(xiàn)無人值守、智能抗沖擊的效果。但該裝置未能兼顧其他水質(zhì)指標(biāo)，處理效果具有局限性；若增加其他水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測儀，則建造成本大大提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了使電化學(xué)-生化耦合工藝更貼近農(nóng)村生活污水處理實(shí)際，本發(fā)明提出一種基于電導(dǎo)率智慧判別的污水電化學(xué)脫氮除磷裝置及方法，旨在實(shí)現(xiàn)高效同步脫氮除磷的同時(shí)，減少電化學(xué)能耗與電極損耗，降低運(yùn)維管理難度與建設(shè)成本。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種基于電導(dǎo)率智慧判別的污水電化學(xué)脫氮除磷裝置，包括 AO生化反應(yīng)系統(tǒng)、電化學(xué)強(qiáng)化脫氮除磷系統(tǒng)、電導(dǎo)率智慧判別系統(tǒng)和太陽能供電設(shè)備；

所述AO生化反應(yīng)系統(tǒng)包括沿水流方向依次連通的進(jìn)水調(diào)節(jié)池、缺氧池、好氧池和出水沉淀池；缺氧池和好氧池內(nèi)均勻填充有若干用于負(fù)載微生物的填料，缺氧池內(nèi)設(shè)有攪拌設(shè)備，好氧池底部設(shè)有外接風(fēng)機(jī)的曝氣設(shè)備，好氧池的出水口通過設(shè)有回流泵的回流管路與缺氧池的進(jìn)水口連通；

所述電化學(xué)強(qiáng)化脫氮除磷系統(tǒng)包括活潑金屬陽極板、碳基材料陰極網(wǎng)和直流電源；活潑金屬陽極板和碳基材料陰極網(wǎng)均設(shè)置于好氧池內(nèi)部并能與水流接觸，兩者的板面均垂直水流方向且相互平行布設(shè)；活潑金屬陽極板和碳基材料陰極網(wǎng)均與設(shè)置于好氧池外部的直流電源相連；